Cime 2 kvartál 2024

Kalové a energetické hospodářství ÚČOV Praha na Císařském ostrově

Čistírny odpadních vod (ČOV) jsou jedním z nejdražších provozů zařízení pro veřejnou potřebu. Z hlediska energetických požadavků na ně připadá více než 1 % spotřeby elektrické energie ve světě [1]. Současně jsou spotřebitelem tepelné energie. Uhlíková stopa je spolu s přímými emisemi z procesů čištění odpadních vod významná. Energetická krize a cenový vývoj spolu s filozofií Green Deal vyústily v definování nových strategií v celé řadě oborů. Nejinak je tomu v oblasti čištění odpadních vod, kde energetická neutralita provozu ČOV je jedním z hlavních cílů.

Se snahou o odvedení odpadních vod z městského území je možné se potkat v celé známé historii. Hledání koncepčního řešení odkanalizování v moderním pojetí s sebou přinesla až rostoucí koncentrace obyvatel velkých měst, která přišla s průmyslovou revolucí v 19. století. Souběžně působil i rychlý rozvoj poznání v oblasti příčin velkých epidemií, z nichž významná část souvisela s vodou. Technická řešení zajištující zásobování kvalitní, nekontaminovanou pitnou vodou a odvádění rostoucích objemů odpadních vod z městských aglomerací s sebou přineslo prudce rostoucí znečištění řek. To ve svém důsledku vedlo v druhé polovině 19. století ke hledání vhodných technických řešení čištění odpadních vod před jejich vypouštěním do vodotečí.

Vlastní čištění městských odpadních vod je od počátku svého vývoje zaměřeno na odstraňování znečištění přinášeného na čistírnu odpadních vod městským kanalizačním systémem. V prvním období to bylo mechanické čištění zaměřené na ochranu dalších stupňů před působením shrabků, hrubě dispergovaných částic a nerozpuštěných látek a další navazující kroky – zasakování odpadních vod do půdy (využívající činnost půdních bakterií), první aplikace chemického srážení a rovněž první řešení biologické filtrace – biologické filtry s minerální náplní (štěrk, drcená struska apod.) jako nosiče pro bakterie snižující znečištění mechanicky předčištěných odpadních vod. V tomto počátečním období byla energetická spotřeba celého komplexu čistírny odpadních z dnešního pohledu zanedbatelná. Z velké části ji zajišťovala lidská síla.

Energetická náročnost postupně rostla. Lidská ruční práce byla nahrazována postupně stroji poháněnými elektrickou energií. Postupně rostla energetická náročnost i v důsledků dalších technologických procesů, především procesu aktivačního a následného zpracování separovaného znečištění, zejména primárního kalu z mechanického stupně a biologického (aktivovaného) kalu z biologického stupně technologické linky. Na druhé straně právě zpracování čistírenských kalů stabilizací anaerobním vyhníváním přineslo produkci bioplynu s vysokým obsahem metanu a jeho využitím na kogeneračních jednotkách pro výrobu elektrické energie a tepla, nezbytného pro proces anaerobní stabilizace kalů. První anaerobní vyhnívací nádrže pro kaly byly popsány v roce 1885 W. J. Dibdenem ve Spojeném království. Míchání vyhnívacích nádrží však bylo zavedeno do fermentorů ve Spojeném království až v roce 1934, tedy před 90 lety.

Čistírny odpadních vod se skládají ze dvou hlavních částí.

Vodní linka slouží k separaci a odstranění znečištění přinášeného odpadními vodami. Prvotně pouze mechanický stupeň čištění byl postupně rozšířen o různé varianty biologického čištění. Biologický stupeň (nejprve jako sekundární čištění odstraňující hlavně uhlíkaté znečištění, později doplněné o odstraňování nutrientů dusíku a fosforu) se označuje jako terciární čištění. Na Nové vodní lince ÚČOV na Císařském ostrově je terciární systém pro separaci fosforu řešen jako možnost samostatného následného srážení fosforu. Vodní linka je na odtoku vyčištěných odpadních vod do vodoteče vybavena hygienickým zabezpečením ÚV zářením. V budoucnu bude nezbytné vodní linky vybavit kvartérním stupněm čištění zaměřeným na separaci mikropolutantů, především různých druhů organických látek (pesticidy, farmaka, kosmetika, průmyslové chemikálie) a v posledních letech rostoucí objem mikroplastů.

Kalové hospodářství se průběžně vyvíjelo souběžně s vývojem technologických procesů vodní linky.  Původně bylo zaměřené především na zpracování separovaného znečištění ve formě kalů s cílem dále neohrožovat a chránit kvalitu přírodního a životního prostředí. V posledních létech výrazně vzrostla pozornost zaměřená na energetickou stránku čištění odpadních vod, a to jak energetickou náročnost čistírenských procesů, tak využití energetického potenciálu jako celku. Kalové hospodářství čistíren odpadních vod je třeba do budoucna pojímat spíše jako Kalové a energetické hospodářství.

Energetická optimalizace celého souboru objektů a zařízení Kalového a energetického hospodářství čistírny odpadních vod je v současném pojetí komplexní úloha zahrnující:

  • energeticky úsporné stroje, zařízení a vybavení jednotlivých částí ČOV (při nové výstavbě nebo rekonstrukci a modernizaci nebo obnově dílčích částí technologického vybavení),
  • řízení technologických procesů s důrazem na energetickou úspornost (přímé řízení technologických procesů, průběžná optimalizace nástrojů pro řízení procesů),
  • energeticky účinné využívání zdrojů energie, které sebou odpadní vody přináší (organické znečištění a teplo, eventuálně dodatečně dodávané externí biologicky rozložitelné substráty),
  • další zdroje energie přímo nesouvisející s čistírenskými procesy (vodní energie, fotovoltaika),
  • účinné řízení a optimalizace využití jak vnějších zdrojů energie vstupující do systému ÚČOV, tak obnovitelné energie generované tímto systémem – energetický managment.

Čistírny odpadních vod jsou schopné produkovat energeticky využitelné (obnovitelné) zdroje energie získané přímo z čištěných odpadních vod:

  • bioplyn, využitý zpravidla na kogeneračních jednotkách k získání elektrické energie a tepla,
  • bioplyn upravený na biometan a využitý jako náhrada zemního plynu,
  • teplo z vyčištěných odpadních vod,
  • teplo (případně i elektrická energie) získané ze stabilizovaných čistírenských kalů dalším (tepelným) zpracováním.

Na ČOV je možné instalovat a užívat zdroje obnovitelné solární energie – pomocí fotovoltaických, hybridních nebo teplovodních panelů.

Teoreticky je možné využívat hydraulický potenciál vyčištěných odpadních vod na odtoku z ČOV, i když účinné a efektivní využití je s ohledem na malý výškový diferenciál mezi odtokem a recipientem zpravidla problematické.

Mimo to je možné a nutné využívat dosud v podstatě odpadní teplo z provozovaných zařízení (teplo vyzařované točivými stroji, důsledná rekuperace tepla z jednotlivých stupňů zpracování kalů, ...). 

K čistírnám odpadních vod je nutné začít přistupovat jako k zařízení pro obnovu zdrojů z odpadní vody (dnes již široce používané označení Water Resource Recovery Facilities, WRRF), s důrazem na využití obnovitelných zdrojů energie (elektrická energie, teplo) a živin (N a P), na energetickou soběstačnost, optimální využití zdrojů obnovitelné energie a optimalizaci hospodaření s energiemi vůbec, v neposlední řadě podmíněnou účinným energetickým managmentem. Čistírny odpadních vod by v budoucnu mohly a měly být klasifikovány jako Zařízení na obnovu zdrojů z odpadních vod (ZOZOV – analogie ZEVO).

Ústřední čistírna odpadních vod a její specifika

ÚČOV v současné době zpracovává odpadní vody od necelých 1,4 mil. obyvatel hlavního města Prahy, což představuje cca 14 % odpadních vod čištěných v ČR. V budoucnu velice pravděpodobně počet obyvatel hlavního města poroste. Prognóza předpokládá k roku 2050 minimálně 1,6 mil. obyvatel, přičemž není vyloučen ani nárůst vyšší. Takové koncentraci obyvatel odpovídá význam Ústřední čistírny odpadních vod (ÚČOV) na Císařské ostrově pro významný vodní tok Vltava. Ale zároveň znečištění přinášené odpadními vodami, v současné době v objemu více než 100 mil. m3 za rok, v sobě skrývá značný energetický potenciál.

ÚČOV prochází zhruba od roku 2015 rozsáhlou modernizací a rekonstrukcí. Hlavními částmi souboru staveb jsou:

  • Nová vodní linka (NVL) dokončená v roce 2018 jako nová stavba v schopná po uvedení do provozu převzít min. 50 % objemu přiváděných odpadních vod a zajistit jejich vyčištění na parametry stanovené národní a evropskou legislativou.
  • Stávající vodní linka (SVL) připravená v současné k modernizaci a rekonstrukci. Stavba bude zahájena v prvním pololetí 2025 a dokončena v roce 2028. Po uvedení do provozu převezme druhou polovinu objemu přiváděných odpadních vod a bude produkovat vyčištěnou odpadní vodu s kvalitou stejnou jako na NVL.
  • Kalové a energetické hospodářství (KEH) společné pro obě vodní linky. V současné době probíhá projektová a inženýrská příprava s plánovaným zahájením modernizace a rekonstrukce po uvedení SVL do provozu, tedy podle současných předpokladů v roce 2029. Realizace bude probíhat pravděpodobně do roku 2034. Poměrně dlouhá doba výstavby je uvažována z toho důvodu, že kalové hospodářství nelze odstavit a v daných podmínkách musí přestavba probíhat za plného provozu. Pro energetickou bilanci a hospodaření s energiemi na ÚČOV má KEH rozhodující význam.

Ke zhodnocení současného stavu KEH a návrhu cílového řešení orientované na budoucí maximální využití energetického potenciálu celého komplexu ÚČOV z pohledu vlastní produkce energií z vlastních, obnovitelných zdrojů bylo třeba s těmito zdroji pracovat ve dvou skupinách:

  • V první skupině je to energetický potenciál obsažený v přineseném a separovaném organickém znečištění, případně v externě dovážených vhodných organických substrátech.
  • Ve druhé skupině jsou to potom ostatní zdroje – hydraulický a tepelný potenciál vyčištěných odpadních vod na odtoku, fotovoltaika, energetická optimalizace strojů a zařízení, rekuperace tepla z provozovaných strojů a zařízení a v neposlední řadě i řízení procesů.

U první skupiny je možné zpracovat hmotové a energetické bilance založené na bilanci ročních průměrných (průměrných) hmotnostních toků veškerých látek (VL), organického podílu veškerých látek (ztráta žíháním, VLZŽ) a CHSK. Metodika zpracovaní bilancí není v současné době jednotná a různí autoři k ní mohou, a často i přistupují, odlišně. Pro projektovou a investorskou přípravu KEH je v této fázi prací zadavatelem přípravy modernizace Kalového a energetického hospodářství ÚČOV (PVS) použit výpočet vycházející z CHSK.  Důvodem pro použití CHSK je možný a spolehlivý přepočet CHSK a energie, spolehlivý přepočet CHSK a produkce CH4. Sledování energetické náročnosti je již v EU zavedeno na základě specifické produkce CHSK. Zvoleno bylo i proto, že na ÚČOV je sledováno u významných toků hodnocených procesů [2].  

Toky energie byly zpracovány v GJ (MJ)/rok a MWh/rok. Odpadní voda je zdrojem energie ve formě organického materiálu a tepla. CHSK odpadní vody nebo kalu lze interpretovat jako reprezentativní ukazatel obsahu energie (J, kWh) vzhledem k tomu, že požadavek na úplnou oxidaci organického znečištění přímo souvisí s obsahem energie. Téměř všechny organické sloučeniny obsažené v odpadních vodách mají výhřevnost mezi 13 a 15 kJ/g CHSK. Ve zpracované bilanci je použita hodnota 14 MJ/kg CHSK, se kterou jsou zpracovávány energetické bilance např. v Rakousku a Německu, které jsou lídrem v bilancování energie na ČOV [3].

Definování specifické spotřeby energie na základě taxonomického kritéria kWh/EO120.rok je opět vztaženo na počet EO podle CHSK. Bilance proto byla provedena podle tohoto ukazatele v rozhodujících tocích procesů ÚČOV, bilancován je výhradně celý rok v souladu s metodikou hodnocení v rámci taxonomie, i např. MZe ČR schválenou metodikou Hodnocení energetické náročnosti ČOV [4]. 

Pro přepočty na ekvivalentní obyvatele (EO) je jako základní použita definice EO za základě CHSK (120 g/EO. d, označení EO120). Pracovně byl sekundárně použit výpočet EO podle BSK5, avšak pro energetické bilance prezentované v tomto článku to nemá podstatný význam. Nicméně vzájemný přepočet mezi počtem EO podle CHSK a BSK5 je možný podle reálného poměru obou ukazatelů na přítoku do ÚČOV a specifické hodnoty energetické náročnosti bude možné vykazovat podle požadavků legislativy vztažené buď na CHSK nebo BSK5.

ÚČOV a současný stav

Pro zhodnocení současného stavu byly zvoleny provozní údaje roku 2022 [5]. Po výkyvech způsobených dopadem COVIDu 19 do spotřeby vody, produkce odpadních vod a rovněž i objemem přinášeného znečištění je možné jej považovat za reprezentativní. Další projektová příprava bude vycházet především z posouzení navazujícího na [6], které bude prvním krokem další projektové přípravy. Propočty specifických hodnot v něm požadované budou pracovat s počty EO na základě specifické produkce CHSK (120 g/EO. d, EO120).

Ze základní energetické bilance hydraulického a látkového zatížení vyplývá, že z energie vstupující do procesu odchází ve vyčištěných odpadních vodách pouze 3,2 %. Významná část energie, necelých 40 %, je v aktivačním procesu transformována ze spotřeby dodávané elektrické energie oxidací na plynné produkty (CO2, N2O, N2 apod.).

Využitelná část energetického potenciálu, téměř 60 %, je separována ve formě směsného surového kalu a předána k dalšímu zpracování na kalové hospodářství.

V této části energetické bilance není započítáno množství tepelné energie, které je ve významném množství k dispozici ve vyčištěných odpadních vodách a teplo využitelné z provozovaných strojů a zařízení jednotlivých částí komplexu ÚČOV.

Do kalového hospodářství vstupují mimo směsného surového kalu biologicky rozložitelné odpady (zatím pouze v menším množství). Vstupující energie je téměř z poloviny převedena do bioplynu, přibližně třetina zůstává ve stabilizovaném odvodněném kalu, který je dále zpracováván a využit mimo areál ÚČOV. Při řešení modernizace Kalového a energetického hospodářství je třeba se zabývat možností dalšího využití hodnoty okolo 20 %, která byla v provedené analýze označena jako nepřesnosti měření a ztráty.

ÚČOV od devadesátých let minulého století úspěšně využívá při stabilizaci čistírenských kalů ve vyhnívacích nádržích vyprodukovaný bioplyn pro výrobu elektrické energie a tepla. V roce 2022 to bylo 16,6 mil. Nm3 bioplynu s energetickým obsahem 99 377 tis. MWh/rok. Z něj bylo v tomto roce získáno 33 344 MWh elektrické energie (33,6 %), 28 987 MWh tepelné energie (29,2 %) a poměrně vysoký podíl energie obsažené v bioplynu byl evidován jako nevyužité ztráty (30,8 %). Přes omezené využívání celkového energetického potenciálu je už v současné době energetická soběstačnost ÚČOV zajímavá. Při celkové spotřebě elektrické energie ÚČOV v roce 2022 ve výši 57 301 MWh/rok představovala energetická soběstačnost 58,2 %. V tepelné energii byla ÚČOV soběstačná plně.

Z hlediska náročnosti na externí energii to představuje 11,5 kWh/EO120.rok a taxonomické kritérium pro ČOV nad 100 000 EO 20 kWh./EO120.rok je už v současné době plněno. Zásadní roli hraje tepelná energie využitá z kogeneračních jednotek a energie získaná z tepelných čerpadel na NVL.

Přesto zůstává významná část energetického potenciálu kalů nevyužita. Cílem připravované modernizace a rekonstrukce Kalového a energetického hospodářství ÚČOV je dosáhnout jeho maximálního využití, především s dosažením plné energetické soběstačnosti.

Kalové a energetické hospodářství ÚČOV ve výhledu

Prognóza vývoje hydraulického a látkového zatížení byla zpracována v roce 2020 [7]. Podle Je zpracována pro výhled do roku 2040, avšak podle Posouzení [8] lze její výsledky považovat za platné i pro horizont 2050.

Nárůst množství celkové energie na vstupu do čistírenského procesu podle prognózy představuje pouze 6,2 %, nebude tedy nijak zásadní. Díky účinnějším separačním procesům SVL však po rekonstrukci bude významnější nárůst množství energie uložené ve směsném surovém kalu. Proti skutečnosti roku 2022 bude podle této bilance činit 18,7 %. Objem energetického potenciálu přenesený do směsného surového kalu by měl narůst na přibližně 65 %.

V této části energetické bilance není stejně jako v roce 2022 započítáno množství tepelné energie, které je ve významném množství k dispozici ve vyčištěných odpadních vodách a teplo využitelné z provozovaných strojů a zařízení jednotlivých částí komplexu ÚČOV.

Pro výhledovou energetickou bilanci ÚČOV zůstává stejně jako v současnosti hlavním vlastním zdrojem kalové hospodářství se svojí produkcí bioplynu. Mimo zvýšení vneseného hlavním zdrojem energie – směsným surovým kalem – se předpokládá rovněž navýšení objemu částí biologicky rozložitelných odpadů svážených z území hlavního města Prahy (HMP). V současné době spolupracuje PVS se svojí sesterskou společnosti Pražská služby a.s. (PSAS) na koncepčním řešení svozu biologicky rozložitelných odpadů z území HMP a jejich eventuální rozdělení mezi Bioplynovou stanici Chrást připravovanou pro tento záměr PSAS a Kalové a energetické hospodářství ÚČOV. Celkové množství biologicky rozložitelných odpadů z území HMP a jeho okolí, organizace jejich svozu, struktura, množství využitelné pro tzv. „mokré“ zpracování rozdělení mezi BPS Chrást a ÚČOV bude v nejbližší době předmětem podrobné analýzy. Pro bilanci KEH je oproti současnému stavu 2 203 t suš. /rok uvažován nárůst na necelý dvojnásobek 4 015 t suš. /rok, což je hodnota pohybující se okolo horní hranice reálného množství. Výhodou pro KEH je, že objem přidávaný k hlavní surovině ke zpracování (směsného surového kalu) při jejím objemu nemá zásadní dopad do dimenzování vyhnívacích nádrží. Z pohledu legislativy bude budoucí KEH začleněno a řešeno nikoliv jako čistírenská bioplynová stanice (režim vodního zákona), ale jako ostatní bioplynová stanice, tj. v režimu zákona o odpadech.    

Výhledová produkce bioplynu se bude pravděpodobně pohybovat v rozmezí mezi „zaručeným minimálním objemem 18,5 mil. Nm3/rok a očekávaným maximálně dosažitelným objemem cca 20,8 Nm3/rok. Z energetické hodnoty na vstupu do procesu anaerobní termofilní stabilizace ve vyhnívacích nádržích podle těchto výpočtů přejde do bioplynu cca 48 %, tj. 129 373 MWh/rok.

Bioplyn, dosud téměř výhradně využívaný na kogeneračních jednotkách, je od roku 2023 možné využívat pro úpravu na biometan vtlačovaný do středotlaké plynovodní sítě. Pilotní projekt uvedený do provozu v červnu 2023 umožňuje úpravu až 2 mil. Nm3 bioplynu za rok s předpokládaným výstupem cca 1,23 mil. Nm3 biometanu za rok. Do středotlaké plynovodní sítě je dopravován těžebním plynovodem s kapacitou 12 mil. Nm3 biometanu za rok.  Pro takový objem by bylo možné upravit až 19,5 mil. Nm3 bioplynu za rok, tedy přibližně prakticky celý předpokládaný disponibilní objem.

Tab. 1 Produkce bioplynu – úprava na biometan nebo výroba elektrické a tepelné energie

 bioplyn mil. Nm3/rokbiometan mil. Nm3/rokel. energie MWh/roktep. energie MWh/rok
současnost  17,5(1,23)38 15945 791
budoucí produkce – zaručený minimální objem18,511,440 33948 407
budoucí produkce – maximální produkce kalů20,812,845 35454 425

Celková energetická bilance zdrojů ÚČOV zahrnující ve výhledu obě skupiny obnovitelných zdrojů je znázorněna na obr. 5. Zahrnuje všechny uvažované zdroje (obnovitelné) energie tak, jak budou dále posuzovány v další projektové a investorské přípravě KEH. Těžiště energetické soběstačnosti i v budoucnu bude v bioplynu a jeho dalším využití. Jako přímá součást Kalového a energetické hospodářství bude mimo zpracování bioplynu řešeno využití energetického potenciálu sluneční energie (fotovoltaika) a posouzení účelného využití potenciálu vodní energie vyčištěných odpadních vod na odtoku z obou vodních linek. Samostatně bude řešeno další využití stabilizovaných odvodněných kalů a tepelné energie vyčištěných odpadních vod.

Očekávaná celková potřeba elektrické energie na ÚČOV po dokončení komplexní modernizace je 62 123 MWh/rok, u tepelné energie to představuje 64 059 MWh/rok. Při plném využití bioplynu pro výrobu elektrické energie a tepla a realizaci zdrojů sluneční energie a vodní energie by spotřeba elektrické energie byla pokryta z 92 % a spotřeba tepla v plném rozsahu. K zásadním provozně-ekonomickým otázkám v budoucnu může patřit, zda vyrábět elektrickou energii z obnovitelného zdroje (bioplynu) pro vlastní potřebu nebo nahradit biometanem část zemního plynu v pražské plynovodní rozvodné síti.

Umístění ÚČOV na Císařském ostrově v Trojské kotlině prakticky vylučují možnost budoucího energetického zpracování stabilizovaných odvodněných kalů v rámci tohoto komplexu. Plná soběstačnost požadovaná směrnicí EU (10) v roce 2045 bude, stejně jako u jiných ČOV, určena vymezením hranic systému. V tomto případě je zvažováno jako jedna z variant tepelné zpracování těchto kalů v areálu sesterské městské společnosti Pražské služby a.s. a jednou z možností je i společné vybudování a provozování nové spalovací jednotky. Potom by přes potřebu dodání určitého množství elektrické energie z vnějších zdrojů byla ÚČOV z hlediska celkové energetické potřeby přebytková.

Novým prvkem v celkovém energetickém využití potenciálu ÚČOV je využití tepla z vyčištěných odpadních vod a samostatně připravované Energocentrum nízkopotenciálního tepla (EGC NPT). Z hlediska celkové koncepce je uvažováno jako součást komplexu ÚČOV. Pokud bude realizováno podle současné představy stanovené ve Studii Využití nízkopotencionálního tepla odpadních vod z ÚČOV Praha [9], potom jenom jeho přínos k celkové energetické bilanci ÚČOV bude cca 2,5 krát vyšší, než je očekávaná energetická produkce bez EGC NPT.

Shrnutí

Aktuálně schválená (10.4.2024) revize směrnice 91/271/EEC (10) zavádí povinnost dosáhnout energetické neutrality na vnitrostátní úrovni ve všech městských ČOV pro aglomerace nad 10 000 EO. Do konce roku 2045 (s dílčími postupnými termíny a cíli) budou členské státy muset zajistit, aby celková roční energie z obnovitelných zdrojů vyrobená na vnitrostátní úrovni v městských ČOV pro aglomerace nad 10 000 EO odpovídala celkové roční spotřebě energie těchto ČOV. Praha se na plnění tohoto cíle průběžně a systematicky připravuje zahrnutím do výhledových koncepčních záměrů.  

Ústřední čistírna odpadních vod na Císařském ostrově prochází zásadní modernizací a rekonstrukcí v době, kdy zesílil důraz na využití obnovitelných zdrojů energie. Nová legislativa bude vyžadovat nejen parametry účinného čištění odpadních vod, ale bude také klást důraz na energetickou soběstačnost. Projektová a investorská příprava Kalového a energetického hospodářství ÚČOV, zajišťovaná Pražskou vodohospodářskou společností a.s., je ve fázi, kdy je možné tyto trendy zachytit. Pochopitelně bude nezbytné sledovat i implementaci nové směrnice EU o čištění městských odpadních vod do národní legislativy.

Už současná koncepce Kalového a energetického hospodářství umožňuje relativně vysoké využití čištěných odpadních vod jako energetického zdroje. Účinný proces termofilní anaerobní stabilizace kalů s produkcí bioplynu a jeho následným zpracováním na kogeneračních jednotkách zajišťuje, že screeningové taxonomické kritérium pro ČOV nad 100 000 EO svojí hodnotou 11,5 kWh/EO120.rok plní už v současné době podmínku očekávanou v nejbližších létech (20 kWh/EO.rok).

Zdánlivě méně jednoznačná je situace v plnění požadavku na 100 % energetickou soběstačnost do roku 2045. Jak už bylo výše konstatováno, plnění tohoto kritéria obecně závisí na vymezení systému, ke kterému je vztaženo. I při specifickém problému ÚČOV, kterým je nutnost termického zpracování stabilizovaných odvodněných kalů mimo Císařský ostrov, je reálné dosáhnout v takto ohraničeném systému energetické soběstačnosti v rámci optimalizace energetických ztrát (zejména v novém kalovém hospodářství) a využitím dosažitelného objemu externích biologicky rozložitelných substrátů. Při vyřešení termického zpracování kalů v zařízení spoluvlastněném a provozovaném v rámci majetku HMP a realizaci zdroje nízkopotenciálního tepla (EGC NPT) bude energetické hospodářství ÚČOV výrazně přebytkové. Současně by byl vyřešen problém mikropolutantů v kalech, na který se legislativa EU připravuje.

A poznámka na závěr: největší překážkou pro rychlé využití energetického potenciálu odpadních vod v moderním pojetí je celková časová náročnost přípravy a realizace. V případě KEH to od základní koncepční studie do plného dokončení bude cca 15 let. Samozřejmě za předpokladu, že budou k dispozici dostupné zdroje investičních prostředků.

Literatura

[1] Hamawand, I. (2023) Energy Consumption in Water/Wastewater Treatment Industry—Optimisation Potentials. Energies 2023, 16, 2433. https://doi.org/10.3390/en16052433

[2]  Kos M. (2023) Hmotová a energetická bilance kalového hospodářství ÚČOV Praha – současnost a výhled, požadavky legislativy z hlediska taxonomie a návrhu revize EU směrnice o čistění odpadních vod, studie

[3] Svardal K., Kroiss H. (2011) Energy requirements for waste water treatment, Water Science & Technology, September 2011, DOI: 10.2166/wst.2011.221

[4]  Kos M. (2018) Energetické hodnocení ČOV, časopis SOVAK, č. 2, str. 10–15, ISSN 1210-3039

[5] Vyhodnocení provozu Ústřední čistírny odpadních vod Praha, za rok 2022, PVK a.s. únor 2023

[6]  Studie proveditelnosti Modernizace kalového a energetického hospodářství ÚČOV Praha, zpracovatel D plus projektová a inženýrská, a.s., březen 2023, v textu označeno jako SP 02/2023

[7]  Studie posouzení návrhové kapacity ÚČOV, Aqua Procon s.r.o., 2020¨

[8]  Soubor projektové dokumentace – stavba č. 6963 "Celková přestavba a rozšíření ÚČOV na Císařském ostrově, etapa 0001 - nová vodní linka (NVL)" ÚČOV – Rekonstrukce stávající vodní linky (SVL), č. investiční akce 12G6500 (projektová dokumentace pro provádění stavby, 12/2022, d-plus projektová a inženýrská a.s., Sweco Hydroprojekt a.s.)

[9]  Studie Využití nízkopotencionálního tepla odpadních vod z ÚČOV Praha, Aqua Procon s.r.o., 2022

[10] Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council concerning urban wastewater treatment (recast), Brussels, verze schválená EP dne 10.4. 2024, https://data.consilium.europa.eu/doc/document/ST-7108-2024-INIT/en/pdf

Ing. Jiří Rosický, Pražská vodohospodářská společnost a.s.

Ing. Miroslav Kos, CSc., MBA, Strabag Water s.r.o.